6～12岁儿童沉浸式智力开发软件交互设计研究

谢嘉棋，陈 功

（中国矿业大学 建筑与设计学院，江苏 徐州 221116）

0 引言

智能发展改变教育方式，数字化将是未来教育发展的趋势，再加上现在家长越来越重视儿童的早期教育与投资，教育消费在家庭的消费中所占比例逐年上升。因此，儿童教育游戏类APP的市场发展不容忽视。但是，由于一些研发团队刻意追求应用投入市场的进度，忽略对应用体验，造成严重的同质化现象，也使市场上充斥着大量低质量的手机应用，这与用户对应用需求和体验程度逐渐提高的趋势形成鲜明的反差。目前儿童类教育软件的开发虽然比较多，但存在很多问题，以至于很多APP根本没有达到教育和智力开发的效果，体验感非常差，更别说沉浸其中了。而沉浸体验作为一种最优体验如今已被广泛应用，通过对文献检索情况的分析发现，国内外对“沉浸理论”的研究运用多集中在学科教学领域、军事、计算机科学、游戏等，特别是在基于虚拟现实技术的沉浸体验的讨论与实践方面取得了很大的进展。但其在儿童智力开发软件设计上的应用研究还缺乏系统性的研究，APP设计与发展的理论基础不足，并且很多理论研究也集中于学前儿童和游戏方法策略上，因此，把沉浸理论运用到儿童智力开发软件中显得非常有必要。

沉浸理论（flow theory）在1975年由Mihaly Csikszentmihalyi首次提出，解释当人们在进行某些日常活动时为何会完全投入情境当中，集中注意力，并且过滤掉所有不相关的知觉，进入一种沉浸的状态，人们在处于这种状态时，往往不愿被打扰，同时伴随高度的兴奋感和充实感，也被称为心流（Flow）理论。

1 儿童沉浸式智力开发软件设计要素研究

1.1 儿童智力开发软件沉浸体验特征要素分析

沉浸理论指出挑战和技能的平衡是影响沉浸感的主要因素，米兰大学的马西米尼和卡里根据实证研究全面梳理了“技能”与“挑战”的组合关系，如图1所示。当个人的技能高，所面临的挑战高，并且这两者达到平衡时就会有心流的体验产生；在左下角为淡漠区域，当个人的技能低而面临的挑战也低时，虽然这样也会产生心流体验，但是却无法产生持续上升的心流。因此，对于入门者不仅要给予合理的引导，并且还要逐渐提高难度锻炼他们的技能。我们在进行儿童智力开发软件设计时，要深度分析儿童认知、心理和技能，并采用系统智能动态调节难度的方法使儿童尽可能的保持在沉浸区域内，这种方法是系统通过大数据对用户进行行为分析，智能调节用户游戏难度，让用户努力并持续获得愉悦的感受，以产生对产品的依赖性和粘性。

图1 技能与挑战的组合关系Fig.1 The combination of skills and challenges

沉浸体验分为三个阶段：沉浸先前体验阶段、沉浸体验阶段和沉浸体验结果，每个阶段都有其特性，本文在结合儿童智力开发软件的基础上对其分析见表1。

1.2 6～12岁儿童生理、心理行为特征分析

表1 沉浸三阶段分析Tab.1 Three stages analysis of immersion experience

儿童的成长与发展并不是“成人的缩影”，他们具有自己独特的心理世界、独特的认知加工方式、独特的人格特性和情感体验，因此在使用APP时其行为表现也与成人有很大不同，其相应的设计原则、方法和策略也具有独特性。通过对6～12岁儿童调研，对此阶段儿童生理、心理行为特征分析见表2。

2 儿童智力开发软件交互设计要素分析

表2 儿童生理、心理行为特征分析Tab.2 Analysis of physiological,psychological and behavioral characteristics of children

（1）差异化设计。通过调研发现，小学儿童的认知特点因其独特的个性不尽相同，并且不同年龄阶段，其发展也存在很大区别，所以因人而异，因人制宜是达到最好智力开发效果的有效途径。一方面要增加游戏类型，可供儿童自主选择；另一方面可以借助智能化技术，让系统自动根据儿童的游戏行为及其结果，智能去分析儿童擅长方面和不擅长方面，针对擅长方面加大智力开发力度，以求精益求精，更进一步，而对于不擅长方面，适当增多锻炼次数，以弥补不足，全面发展。

（2）充分的安全性。充分保证产品的安全性，是家长下载产品的首要前提，因儿童作为一群独特的主体，其自控力和判断力还存在很大缺陷，所以产品的安全性尤其重要。调查发现，当今很多家长之所以排斥电子智能产品，绝大部分是因为担心儿童沉迷游戏和网络。因此，在进行儿童智力开发软件设计时要充分考虑其安全性，不应该出现情色、暴力等内容，并且还要充分考虑并控制儿童游戏时间，真正做到愉悦学习而非沉溺游戏。

（3）情感化的用户反馈。及时有效的用户反馈能增加游戏的流畅度，让其拥有对话般的真实用户体验，但却无法让用户感到愉悦，甚至有时累赘的反馈可能还会使用户厌烦。所以在进行软件设计时，信息反馈一定要以儿童为中心，充分考虑儿童的情感因素，给予生动有趣，表现不一的反馈，这种反馈方式可结合当时游戏场景进行设计，以此来带给用户更强的情景感和冲击力。并且，反馈要适当，省略或者弱化一些不必要的反馈，以免扰乱用户体验，带来不便。

（4）确定性与不确定性的统一。研究表明，人类对于不确定性具有强烈喜爱感和征服欲，不确定性带给我们新鲜的刺激和无穷的探索，给我们留下寻求相对确定性的余地，这不仅吻合成人的生理心理特征，也吻合儿童的生理心理特征。如果不经历某种寻找过程而直达目的，或者是我们一直处于某种确定性之中，那么我们的生理机能就会感到毫无“用武之地”，就会感到无聊甚至乏味。因此我们在设计智力开发软件时一定要合理把握确定性与不确定性的统一，让儿童能享受在不确定中寻找确定的过程，进而才能沉浸其中。

（5）可逆性。6～12岁年龄段，这时儿童的智力已经进入具体运算阶段，伴随会出现内化了的、可逆的、有逻辑结构的动作，这一阶段智力发展最重要的表现为可逆性。这里的可逆分为两种，一种是逆向，即+A-A=0；另一种是互反可逆，即当A＞B时，B＞A是它的互反。当儿童完成一个任务而搞错时，他不知道怎样回到原点，也不知道做出假设反向推理，这时我们就应该建立引导，帮助儿童反向解决问题，培养其思维可逆性，以达到开发智力的效果。

除了以上的一些要素，儿童智力开发软件交互设计还应满足一般的交互设计原则，比如一致性原则，可用性原则，最省力原则等，以此来减少用户的负担。

3 6 ～12 岁儿童沉浸式智力开发软件设计策略研究

（1）叙事性设计。以此来强化用户游戏的过程体验，利用叙事性来实现游戏和知识的无缝整合，以剧情故事推动游戏发展，把游戏剧情和知识技能实践的社会情境整合，把游戏任务和智力开发内容整合，把游戏目标和智力开发目标整合，按照智力开发的要求来进行游戏关卡设计。同时也要把内容进行叙事性设计，而不是简单地罗列和各知识点的游戏化处理，利用叙事性来引出知识点（比如牛顿定律，在设计时不再是简单的给出一个公式让玩家了解，而是以一个真实的场景去模拟出当时发生的过程，让用户真实感受到定律是如何产生的，以此来加深对知识的理解和记忆），之后再以一个主线任务把知识点连接起来，让用户运用知识点进行剧情游戏（基础阶段、进阶阶段、开发智力阶段），完成任务后进入下一剧情任务，以此来实现知识-游戏-知识-游戏的不断发展，达到知识和游戏的无缝整合。

（2）随机奖励机制。每个儿童都有其独特的个性，都多多少少追求与众不同，所以在进行奖励设置时采取随机的方法，这也是确定性与不确定性的统一。玩家知道通关这个剧情可以确定获得奖励，但是奖励又是不确定的因素，获得什么样的奖励又是不确定的，以此来给用户带来不断的惊喜，满足其与众不同的心理需求。这样不仅可以促使儿童产生学习动机，还可以激发儿童的挑战欲，刺激其继续挖掘能力，开发智力，以获得其它奖励。

（3）体力机制。考虑到设计宗旨是让儿童沉浸其中，享受游戏的同时还能达到开发智力的效果，而不是沉溺游戏，因此在进行软件设计时可采取体力消耗机制，即给与一个体力上限，儿童每玩一把游戏或者是每隔一段时间系统会自动扣掉一定比例体力，直到体力扣完，玩家就不能继续进行游戏，而再经过一段时间会自动恢复一定体力供玩家使用。这样不仅可以降低家长对于儿童沉溺游戏的担心，还可以有效控制儿童游戏的时间。

（4）充分的自主性和社交互动性。让儿童从原来的被动接受，发展成为学习的自主参与者，甚至可以成为内容的提供者和内容的再创造者，比如说当想到一个更好的解决办法时可以上传分享，让别人借鉴。并且这个自主性还包括游戏关卡的自主选择和知识内容的自主选择。同时适度放宽玩家完成任务或通关的方法和手段的自由度，形成非线性的游戏方式，还可跟小伙伴互动交流一起完成任务，这样玩家每次的游戏体验都不相同，游戏过程也不相同，这样解决问题的方法多样，不会形成思维定式，借此来达到开发智力的效果。

（5）合理的竞争性。软件设计要有足够的竞争性和挑战性，这样才能刺激用户深入其中，增加用户粘度。在游戏设计中可以采取排行榜的方法，来激发儿童的学习动机，让其更努力的去解决问题，发掘潜力，并在游戏中开发出新的应用模式，创造出自己的风格，进而获取更高的成就感。还可以在每个玩家完成同一个游戏目标后，进行排行对比，分享自己完成游戏的视频，并且还可以设置更高的游戏难度，让玩家可以一起完成任务，来让他们更多的参与其中，锻炼他们的合作意识。

（6）探索机制。在游戏中加入一些神秘关卡，这些神秘关卡是用一些知识技能的高阶应用设计而成，发现后需要运用这些知识完成任务，可能完成过程中会有一些难度，但是完成后可获得一些神秘奖励，这些奖励区别于其他玩家而特殊存在。这些神秘关卡的设定不仅能满足儿童的独特的个性，还能在一定程度上开发儿童的思维，促进智力发展。

（7）层级式原则。在软件游戏设计时采用层级式设计原则，循序渐进，逐步达到开发儿童智力的效果。比如在设定某些游戏时，采取1234这样不同层级的游戏方式，从最初的了解掌握到中间的进阶再到最后的开发，每一阶段的完成获得的成就和奖励各不相同，当游戏难度对于一些用户过高时可采用合作或者帮助来通过此关，同样可以获得奖励，不会打击儿童，产生自卑。

4 结束语

沉浸体验是个体体验到的一种积极的感受，这种感受能够给人以充实感和兴奋感、幸福感，因此，也被称为“最佳体验”。在儿童智力开发软件中运用沉浸理论，采取一些设计原则和设计策略，目的是激发儿童学习兴趣，产生最佳的学习体验，进而使其主动学习知识，深入其中，不断挑战，不断创新，以达到开拓思维开发智力的效果，使儿童真正感受到“玩中学”和“学中玩”，在愉悦的心境下实现学习目标。

[1]白学军，林崇德.论朱智贤学派：儿童心理学理论与实验的创新[J].心理与行为研究，2014，6.

[2]景娟娟.国外沉浸体验研究述评[J].心理技术与应用，2015，3.

[3]李继平.沉浸理论下小学数学教育游戏设计探讨[J].吉林教育，2016，22.

[4]张俊磊，钱小轮.课外学习类儿童APP应用的交互设计策略研究[J].无线互联科技，2015，22.

[5]尹茹颖.发展心理学在学龄儿童交互设计中的应用[J].大众文艺，2016，3.

[6]张著，刘付勇.国内外教育游戏的设计与开发现状研究[J].软件导刊（教育技术），2016，8.

[7]Yu-Tzu，C.Sunny，S.J.，Chao-Yang，C.，et al.Exploring online game players’flow experiences and positive affect[J].Turkish online Journal of Educational Technology，2011，1.

[8]Clive J.Fullagar，Patrick A.Knight，Heather S.Sovern.Challenge/Skill Balance，Flow，and Performance Anxiety[J].Applied Psychology，2012，622.

[9]LindaK.Kaye.Exploring flow experiences incooperative digital gaming contexts[J].Computers in Human Behavior，2016，Vol.55.

[10]Yu-ShanSu，Wei-LunChiang，Chin-Tarn James Lee，Han-ChaoChang.The effect of flow experience on player loyalty in mobile game application[J].Computers in Human Behavior，2016，5.